- •Методичні вказівки
- •«Електроматеріалознавство»
- •1 Лабораторна робота 1…………………………………..................4
- •Лабораторна робота 1 Дослідження електричних характеристик твердих діелектриків на випрямленій напрузі
- •1 Мета роботи
- •Пояснення до роботи
- •3 Указівки до виконання лабораторної роботи і до заходів щодо техніки безпеки
- •2.Отримані розрахункові значення pv, ps і Руд.V порів-няти з даними, що приводяться в підручнику або довід-ковій літературі для досліджуваних діелектриків.
- •4 Розрахункові формули й інші рекомендації
- •6 Зразковий перелік питань для допуску до відпрацьовування лабораторної роботи
- •7 Перелік літератури
- •Лабораторна робота 2 Дослідження конденсаторів
- •1 Мета роботи
- •2 Пояснення до роботи
- •3 Указівки до виконання лабораторної роботи і заходів щодо тб
- •1. Виміри с и tg для кожного конденсатора робити не менш трьох разів, але в зазначені таблиці записувати тільки середні їхні значення.
- •2. Отримані розрахункові значення іпорів-няти з даними, що приводяться в підручнику або довід-ковій літературі для досліджуваних діелектриків.
- •4 Розрахункові формули й інші рекомендації
- •6 Зразковий перелік питань для допуску до відпрацьовування лабораторної роботи
- •7 Перелік літератури
- •Лабораторна робота 3 Визначення величини опіру ізоляції кабелів
- •1 Мета роботи
- •2 Пояснення до роботи
- •3 Указівки до виконання лабораторної роботи і заходів щодо тб
- •5 Зразковий перелік питань для допуску до відпрацьовування лабораторної роботи
- •6 Перелік літератури
- •Лабораторна робота 4 Визначення електричної міцності твердих діелектриків
- •1 Мета роботи
- •2 Пояснення до роботи
- •3 Указівки до виконання лабораторної роботи і заходи щодо тб
- •4 Розрахункові формули й інші рекомендації
- •6 Зразковий перелік питань для допуску до відпрацьовування лабораторної роботи
- •7 Перелік літератури
- •Лабораторна робота 5 Дослідження магнітних матеріалів осцилографічним методом
- •1 Мета роботи
- •2 Пояснення до роботи
- •3 Указівки до виконання лабораторної роботи і заходи щодо тб
- •4 Розрахункові формули й інші рекомендації
- •5 Параметри трансформаторів напруги
- •7 Зразковий перелік питань для допуску до відпрацьовування лабораторної роботи
- •8 Перелік літератури
- •Лабораторна робота 6 Дослідження явища поверхневого перекриття ізоляторів
- •1 Мета роботи
- •2 Пояснення до роботи
- •3 Указівки до виконання лабораторної роботи і заходи щодо тб
- •4 Розрахункові формули
- •6 Зразковий перелік питань для допуску до відпрацьовування лабораторної роботи
- •7 Перелік літератури
- •Загальні рекомендації щодо техніки безпеки при проведенні лабораторних робіт
- •Рекомендована література для самостійної роботи студентів
4 Розрахункові формули й інші рекомендації
4.1 Розрахунок напруженостізовнішнього магнітного поля в досліджуваних сердечниках призводити по формулі:
, А/М,
де I1 - діюче значення струму в первинній обмотці W1 дослід-жуваного трансформатора напруги, А;
W1 - число витків первинної обмотки;
- довжина середньої магнітної силової лінії в дослід-жуваному осерді, м.
Розрахунок значення індукції в осердях призводи-
ти по формулі:
, Тл,
де - діюче значення напруги на вторинній обмотці W2 досліджуваного трансформатора напруги, В;
f = 50 Гц - частота струму;
- число витків вторинної обмотки;
Sc - перетин магнитопроводу досліджуваного осердя, м2.
4.3 Розрахунок відносної магнітної проникності r для отриманих значень іпризводити по формулі:
де - магнітна постійна чи магнітна проникність вакууму, Гн/м;
- розрахункове значення магнітної індукції, Тл;
- розрахункове значення напруженості зовнішнього магнітного поля, А/м;
- абсолютна магнітна проникність феромагнетику в даних умовах, Гн/м.
Для побудови залежності , що потрібно відповідно до завдання, необхідно також розрахувати початкову () і максимальну () відносні магнітні проникності.
Значення потрібно визначати по основній кривій намагнічування, тобто по кривоїяка будується з початку координат (т.О) через вершини симетричних петель гістерезиса (крива ОД), знятих під час експериментів, як показано на рис. 4.1.
Максимальна відносна магнітна проникність прямо пропорційнаtg між віссю абсцис і дотичної ОК до основної кривої намагнічування , що проходить з початку координат (див. рис. 4.2).
де ;- максимальні значення магнітної індукції і напруженості зовнішнього магнітного поля для гранич-ної петлі гістерезиса;
±ВГ - залишкова магнітна індукція; ±НС – коерцитивна сила;
х;у - координати крапки D на основній кривій намагнічу-вання (у мм), яким відповідають значення Нm і Вm для граничної петлі гістерезиса;
- масштабний коефіцієнт по вісі Н, ;
- масштабний коефіцієнт по вісі В, ;
1 -основна крива намагнічування; 2-середня крива намагнічування; 3 - гранична петля гістерезиса.
Рисунок 4.1 - Сімейство петель гістерезиса для досліджува-ного магнітного матеріалу
де OD - основна крива намагнічування; ОК - дотична до кривої OD;
- кут між оссю абсцис (вісю Н) і дотичної ОК;
Х; У - координати крапки m (мм), яким відповідають напру-женість зовнішнього магнітного поля Н m і магнітна індукція В m
Рисунок 4.2 - Приклад побудови дотичної ОК до основної кривої намагнічування OD
Рисунок 4.3 - Зразкова залежність
Розрахунок максимальної відносної проникності призводити по формулі:
де ; - координати крапки m (див. пояснення на рис. 4.2)
; - масштабні коефіцієнти по осях абсцис і ординат (див. пояснення на рис. 4.1)
Для практичних розрахунків початкової магнітної проникності rн необхідно скористатися встановленим співвідношенням:
відкіля
де Вr* - рекомендована залишкова магнітна індукція, Тл
(для електротехнічної сталі рекомендоване значення Вr* = (0,1÷0,2) Тл; для фериту рекомендоване значення Вr* = (0,01÷0,05) Тл);
Нс — коерцитивна сила для граничної петлі гістерезиса, А/м (визначається по осцилограммі петлі гістерезиса з урахуванням визна-ченого масштабного коефіцієнта, тобто , (див. рис. 4.1).
Примітка. Зразкова залежність приведена на рис. 4.3 із указівкою характерних відносних магнітнихпроникнос-тейта , що відносяться до паспортних даних феромагнетика.
4.4 Розрахунок питомих втрат у досліджуваних осердях трансформаторів напруги призводити по формулі:
, Вт/кг,
де . - площа граничної петлі гістерезиса, мм2;
- масштабні коефіцієнти по вісях абсцис і ординат; (
f = 50 Гц - частота напруги джерела живлення;
γ - щільність матеріалу осердів трансформаторів напруги, кг/м3.
Площу граничной петлі гістерезиса можно визначити, якщо перенести осцілограму петлі з кальки на миліметровий папір і розрахувати кількість мм2. Для полегшення визначення площі граничної петлі гістерезиса Sn.r.. для осердя трансформатора з електротехнічної сталі можно рекомендувати скористатися наступним методом:
1) з'єднати крапку D прямими з крапками + Вг і -Вг і одержати трикутник KLD, як показано на рис. 4.4;
2) змістити початок координат петлі гістерезиса в крапку 2, приймаючи що зазначена петля гістерезиса розміщена строго симетрично щодо вісей В и Н;
3) визначити координати к.1; к.2; к.З, що відповідають вершинам трикутника К; L; D у знову введеній системі координат: к.1 (х1 y1); к.2 (x2.: у2); к.З (x3; y3), де х и у значення координат у мм.
Розрахунок Sn.r. призвести по формулі:
, мм2
Похибка визначення Sn.r при правильно виконаних побудовах не перевищує 5-10 %.
Рисунок 4.4 - Побудови для визначення площі граничної петлі гістерезиса Sn.r. графоаналітичним методом